LPG, bütan (\(C_4H_{10}\)) ve propan (\(C_3H_8\)) gazlarının karışımıdır. Bu karışımın yanma tepkimelerini ve oluşan \(CO_2\) miktarını kullanarak propanın molce yüzdesini bulacağız.
- Adım 1: Yanma tepkimelerini yazın.
Propanın yanma tepkimesi:
\(C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O\)
Bütanın yanma tepkimesi:
\(C_4H_{10} + \frac{13}{2}O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O\)
Görüldüğü gibi, 1 mol propan 3 mol \(CO_2\) üretirken, 1 mol bütan 4 mol \(CO_2\) üretir.
- Adım 2: Karışımdaki mol sayılarını tanımlayın.
LPG karışımındaki propanın mol sayısına \(x\) diyelim.
LPG karışımındaki bütanın mol sayısına \(y\) diyelim.
- Adım 3: Verilen bilgilere göre denklemleri kurun.
Toplam LPG mol sayısı 10 mol olduğuna göre:
\(x + y = 10\) (Denklem 1)
Toplam oluşan \(CO_2\) mol sayısı 37 mol olduğuna göre:
\(3x + 4y = 37\) (Denklem 2)
- Adım 4: Denklem sistemini çözün.
Denklem 1'den \(y\)'yi çekelim: \(y = 10 - x\)
Bu ifadeyi Denklem 2'ye yerine koyalım:
\(3x + 4(10 - x) = 37\)
\(3x + 40 - 4x = 37\)
\(-x = 37 - 40\)
\(-x = -3\)
\(x = 3\)
Bu durumda, LPG karışımında 3 mol propan bulunmaktadır.
- Adım 5: Propanın molce yüzdesini hesaplayın.
Propanın molce yüzdesi = \(\frac{\text{Propan mol sayısı}}{\text{Toplam LPG mol sayısı}} \times 100\)
Propanın molce yüzdesi = \(\frac{3}{10} \times 100 = 30\%\)
Cevap A seçeneğidir.